Wpływ zmienności wybranych parametrów fizykochemicznych

„Wpływ zmienności wybranych parametrów fizykochemicznych
na makrofitową ocenę stanu ekologicznego rzek”
Karol Pietruczuk
Stypendysta projektu pt. „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych za
strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”, Poddziałanie 8.2.2 Programu
Operacyjnego Kapitał Ludzki
Praca doktorska realizowana przeze mnie, polega na porównaniu wyników z badań
makrofitowych prowadzonych za pomocą Makrofitowej Metody Oceny Rzek z wynikami z
analiz wybranych parametrów jakości wód tj. różne formy pierwiastków biogennych (azotu i
fosforu), przewodności, chlorofilu „a” oraz odczynu. Zebrane wyniki w dadzą odpowiedź na
pytanie, które parametry jakości wód oraz w jakim stopniu,
oddziaływają na środowisko
przyrodnicze najmocniej oraz na wspomnianą wcześniej metodę makrofitową.
W ramach doktoratu zostały określone poszczególne cele oraz zadania badawcze.
1. Cel poznawczy
Celem poznawczym badań jest określenie związku pomiędzy wybranymi parametrami
jakości wód płynących a wynikami z badań makrofitowych z uwzględnieniem sezonowej
zmienności składu chemicznego wód.
2. Główne zadania badawcze
Określenie korelacji pomiędzy stężeniem wybranych parametrów jakości wód w
rzekach a makrofitowym indeksem MIR;
Sprawdzenie ww. korelacji w odniesieniu do dwunastu miesięcznych wyników analiz
wód a także średniej rocznej, średniej z sezonu wegetacyjnego, minimalnej, maksymalnej
wartości rocznej, kwartyla 1 oraz 3;
Sprawdzenie który parametr jakości wód ma największy wpływ na jakość wód
płynących;
Określenie preferencji ekologicznych taksonów wskaźnikowych, wykorzystywanych do
obliczania indeksu MIR;
Sprawdzenie ww. zależności w różnych typach rzek w Polsce.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego
Zakres
pracy obejmuje
badania
terenowe,
analizy laboratoryjne,
pozyskanie
dodatkowych wyników badań, prace kameralne i opracowanie wyników.
1. Badania terenowe, prowadzenie badań wg Makrofitowej Metody Oceny Rzek na
stanowiskach badawczych położonych na rzekach w całym kraju. Na badanych stanowiskach
pobierane są próby wody do analiz fizyczno-chemicznych;.
2. Badania laboratoryjne obejmują analizy fizyczno-chemiczne wody wykonywane w
pracowniach chemicznych oraz oznaczanie mikroskopowe pobranych w terenie makrofitów.
3. Pozyskanie dodatkowych wyników badań zbieranych w ramach monitoringu
makrofitowego i hydrochemicznego rzek w całej Polsce.
4. Analizy matematyczne obejmuję m.in. obliczenie indeksów makrofitowych, ocenę
rozkładu zebranych parametrów biologicznych i środowiskowych, ocenę współczynnika
korelacji r-Pearsonana, analizy wielowymiarowe (analiza składowych głównych, kanoniczna
analiza korespondencji).
Badania prowadzone w ramach pracy doktorskiej mają dostarczyć informacji o wpływie
wybranych parametrów jakości wód na ekosystemy wodne oraz zweryfikować Makrofitową
Metodę Oceny Rzek (MMOR), która jest aktualnie wykorzystywana w monitoringu krajowym
wód płynących. Metoda MMOR została opracowana na Uniwersytecie Przyrodniczym w
Poznaniu. Jest to jedyna rodzima makrofitowa metoda oceny stanu ekologicznego rzek,
dostosowana do warunków naszego kraju i od roku 2007 wykorzystywana jest w Państwowym
Monitoringu Środowiska. Jest to metoda bardzo krótko stosowana w praktyce i dlatego
wymaga szeregu kolejnych analiz w celu dalszego jej udoskonalenia.
Weryfikacja metody MMOR polega na odniesieniu wyników biologicznych względem
bardzo dużej bazy danych, wybranych parametrów jakości wód z uwzględnieniem różnych
uwarunkowań geograficznych, zmienności sezonowej oraz typologii rzek w Polsce (440
stanowisk). Do tej pory w Polsce, ani za granicą, nie prowadzono analiz nad cechami
bioindykacyjnymi makrofitów dla tak dużej liczby danych. Publikacje z tego zakresu opierają
się jedynie na kilku podstawowych pierwiastkach pobieranych zwykle jednorazowo w ciągu
roku. Przeprowadzone analizy dostarczą więc wiele nowych informacji o wpływie biogenów
na zmienność wskaźników bioindykacyjnych. Wyniki badań wniosą wiele nowych elementów
do wiedzy o ekologii roślin wodnych i ich reakcji na różne czynniki środowiskowe. Wyniki
pozwolą na modyfikację metody MMOR a wnioski będą bezpośrednio przekazane do praktyki
specjalistom realizującym monitoring. Metoda MMOR jest wykorzystywana do PanEuropejskiej interkalibracji metod biologicznych na potrzeby Ramowej Dyrektywy Wodnej,
przez co wyniki realizowanego doktoratu będą miały także bezpośrednie przełożenie na
rozwój metod biologicznych w Unii Europejskiej.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego
Roślinność wodna jest doskonałym bioindykatorem obrazującym zmiany zawartości
fosforu oraz azotu w wodzie. Prowadząc badania makrofitowe w terenie, bezpośrednio na
stanowisku badawczym możemy określić na podstawie składu taksonomicznego makrofitów
czy rzeka jest zdegradowana czy nie (Rys. 1.)
Rysunek 1. Mała Wełna stanowisko Kakulin (zdj. Karol Pietruczuk)
Dlatego prowadzenie systematycznych badań rzek za pomocą tych organizmów
dostarcza nam informacji o zachodzących w nich zmianach np. o postępującej eutrofizacji.
Gdy zagrożenie zostaje rozpoznane, odpowiednie służby zarządzające wodami (RZGW,
WIOŚ,
RDOŚ),
wprowadzają odpowiednie
działania
zapobiegawcze,
ochronne czy
naprawcze. Wczesne rozpoznanie zagrożenia jest bardzo ważne z ekologicznego oraz
finansowego punktu widzenia, ponieważ szybkie działanie ogranicza szkody w środowisku jak
również poniesione koszty na usunięcie szkody oraz odbudowę środowiska przyrodniczego są
znacznie niższe od tych które trzeba by ponieść przy długotrwałym oddziaływaniu
niszczącego czynnika.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego